在信息信号中嵌置和析取补充数据制造技术

本发明专利技术介绍一种在诸如∑－δ－调制音频信号的信息信号中嵌置补充数据的方法与装置。该编码信号包括两个或更多的信道，例如左信道位流（ｚ↓［１］）和右信道位流（ｚ↓［２］）。在各位流的对应的预定位位置，例如每一个第Ｍ位位置，提供相同的补充数据（ｗ）。这使得不需要在信号中提供同步模式就能检测和析取该补充数据。在接收端，将来自第一信道的第Ｍ位的序列与来自第二信道的对应的第Ｍ位序列进行比较。如果它们相同，该序列就是候选的补充数据序列。对不同的序列位置（ｍ）进行这种操作，直到找到补充数据。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在信息信号中嵌置补充数据的方法与装置，包含在信息信号的预定位置嵌置补充数据样本的步骤。本专利技术也涉及一种从这种信息信号析取补充数据的方法与装置。对在音频和视频信号中提供水印的需要日渐增长。水印是-最好以不可见的方式-嵌入在多媒体资产中的补充数据信息。它们包含例如关于文档和视听节目的来源或版权状态的信息。它们可用来提供版权拥有人的合法证据，并且便于追踪盗版行为，支持对知识产权的保护。在国际专利申请WO-A-98／33324中，尤其在开篇段落的定义中披露了一种在信息信号中嵌置补充数据的已知方法。在这个现有技术的方法中，将水印模式(watermark pattern)嵌置在(∑-)δ-调制的音频信号中。水印在编码的音频信号中的嵌置是通过修改其中的选定位而进行的。例如，将每个第100位替换为水印模式的一位。修改编码的音频信号的步骤在编码器的反馈回路的内部执行，以便在后继的编码步骤中补偿该修改的效果。该现有技术的方法是为在数字通用盘(DVD)唱盘上录制高质量音频而设想的。将用一个2822400Hz(64*44100)的取样频率来产生115dB的信噪比。以仅仅1dB的代价用一个水印位替换∑-δ-调制的音频信号的每个第100位，增加了量化噪声。这相当于每秒大约28000位的水印比特率。上述专利申请WO-A-98／33324也披露一种用于析取水印的装置。在位流中提供一个同步位模式(synchronization bit pattern，以下简称同步模式)，用来标识补充数据位的位置。该装置包含一个除法器级(stage)和一个同步检测器。除法器级将比特率除以各水印位相隔的位数(例如，如果信号的每个第100位是补充数据位，则该位数为100)。同步检测器改变除法器级的相位(phase)，直到同步模式被找到。这种同步检测器包含一个相对长的移位寄存器或串行-并行转换器，用来存储一部分位流。如果信号的每个第M位是补充数据位，同步模式包含N个位，则同步检测器必须能存储(N-1)·M+1个位。德国专利申请DE-A-3717315更详细地披露了这样一种已知的同步检测器。在该说明书中，信号的每个第15位是补充数据位，同步模式是个4位的字。按照该专利申请，移位寄存器(DE-A-3717315的图2中的串行-并行转换器5)能容纳46位。为了减少移位寄存器的长度，在该申请人未公开、共同未决的专利申请PHN 17148中提出使同步模式位之间的间隔大大地小于水印位之间的间隔。然而，这个解决方案影响编码性能，且增加了∑-δ调制器的信噪比。本专利技术的一个目的是提供一种在信息信号中嵌置补充数据的方法，它允许以交替的方式检测补充数据位的位置。为此，按照本专利技术的方法的特征在于，信息信号包含至少两个信号信道，该方法包括在这些信道的对应位置嵌置该同一的补充数据样本的步骤。现在就能省去对同步模式的传输，这是因为，通过搜索这至少两个信道的样本为相同的位置就能容易地找出所嵌置水印位的位置。相应的从信息信号中析取补充数据的方法包含的步骤是，将预定的第一信道信号样本的第一序列与相应的第二信道信号样本的第二序列进行比较，将第一和第二序列移动一个样本位置，只要这两个序列不相同，就对移位后的第一和第二序列重复比较步骤。附图说明图1是按照本专利技术的用于在∑-δ-调制的音频信号中嵌置补充数据的装置的较佳实施例的示意图。图2和图3表示用来解释图1中所示∑-δ调制器的操作的波形图。图4表示用来解释按照本专利技术的用于在信号中嵌置补充数据的装置的操作的波形图。图5表示用于从信号中析取补充数据的装置的实施例的示意图。图6表示用来解释从信号中析取补充数据的方法的实施例的流程图。现在将结合图1来解释本专利技术，该图是按照本专利技术的用于在∑-δ-调制的音频信号中嵌置补充数据的装置的较佳实施例的示意图。该装置接收一个包含左信道信号x1和右信道信号x2的立体声音频信号。信道x1和信道x2分别被施加到普通的∑-δ调制器1和2。这两个∑-δ调制器是相同的，所以只对其中之一加以说明。∑-δ调制器1包含减法器11、环路滤波器(loop filter)12、极性检测器13和反馈路径14。减法器11从输入信号x1中减去(具有+1V或-1V电平的)编码输出信号z1。环路滤波器过滤该差信号。将该滤波的信号施加到极性检测器13，后者以采样频率fs所确定的速率，产生一个有位值“1”(+1V)或“0”(-1V)的编码信号y1。图2表示用来解释常规∑-δ调制器的操作的波形图。更具体地说，该图表示输入信号x和编码信号y。输入信号变得越大，∑-δ调制器生成的正样本数就越多。如图所示，-0．5V的的输入电压被编码为位序列0001(三个-1V脉冲加一个+1V脉冲)，0V的的输入电压被编码为高频位模式01010(交替的-1V脉冲和+1V脉冲)，+0．5V的输入电压被编码为位序列1110(三个+1V加一个-1V)。编码信号是在接收端通过对所接收的脉冲再整形并将它们通过一个低通滤波器而被解码的。在这个简化的例子中，假设编码信号是通过平均13个信号样本而解调的。图2中也显示了解调的信号x’，只是有个由该低通滤波器的操作引起的时间延迟。该图中，解调信号x’就是这样与输入信号x而被时间对齐的(time-aligned)。修改电路3和4被连接在各自∑-δ调制器的极性检测器13与反馈路径14之间。根据控制电路5发出的控制信号c，修改电路(多路转换器)用水印位w替换编码信号y1和y2的每个第M位。修改后的编码信号z1和z2被多路转换器6组合起来，构成一个用于向接收器传送或在存储媒体上记录的单一位流。水印信息W被存储在控制电路5的寄存器501中。值得注意的是，同一个水印W被施加到修改电路3和4二者上。图3表示用来解释如果各修改电路都活动时∑-δ调制器的操作的波形图。该图表示了与图2所示相同的输入信号x，以及修改后的编码信号z。该例中，已经将(图2的)编码信号y的“-1”样本20替换为“+1”样本30，以表示一个水印位w=1。由于该修改被反馈到输入，修改的负作用随后将被编码级(encoding stage)补偿。这样，输出信号z的紧接在补充数据位30之后的部分就不同于图2中的对应部分。据此，图3中的解调信号x’也暂时与图2中的同一个信号不同。注意，各图中的时间定位(time alignment)导致在补偿数据位被嵌置之前，这种差别已经变得明显。从图2与图3的比较可知，这种差别实际上几乎是觉察不到的。用于以采样频率fs=2，822，400Hz(64*44，100)来编码高质量音频信号的∑-δ调制器，具有115dB的信噪比。已经发现，每100个样本替换一个样本，只提高量化噪音一个dB。图4表示由图1所示的装置产生的多信道音频位流的简单例子。在这个例子中，信道位流z1和z2的每个第10位是补充数据位。嵌置的水印数据位w在图中以阴影表示。它们在两个信道中是相同的。编码信号位一般是不相同的。实际上，如果音频信号是单声道信号时这个叙述甚至也是正确的。每个M位系列中的位位置m按0…M-1编号。应当明白，接收器装置的目的是识别各补充数据位的位位置(图4中m=2)。这是通过搜索其中的信号样本z1与信号样本z2完全相同的多信道位流中的各位位置而实现的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在信息信号（ｚ）中嵌置补充数据（Ｗ）的方法，包含在信息信号的预定位置嵌置（３、４）补充数据样本（ｗ）的步骤，特征在于，该信息信号包含至少两个信号信道（ｚ↓［１］、ｚ↓［２］），该方法包含在所述各信道的对应的位置嵌置相同的补充数据样本（ｗ）的步骤。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JPMG林纳茨，FLAJ坎珀曼，E克拉格特，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]